水资源承载力对城市水环境的影响探究

姚青梅，周 洁

（湖北省荆门市水文水资源勘测局，湖北 荆门 448002）

水是人类生存和经济建设最基本的环境要素，随着城市化进程的加快，城市活动对水环境的影响越来越大，直接影响到水资源的承载能力。因此，研究环境承载力是当前城市发展的重要工作之一。水资源承载能力是一个长期的、动态的现象，常被用来描述人类生活生产等活动对自然环境的耐受极限。目前水资源承载力的研究方法主要是系统动力学方法。本文结合水资源承载能力内涵及计算方法，分析研究水资源承载能力对城市水环境的影响。

1 水资源承载力概念

水资源承载力是承载力概念在水资源领域的应用，是继土地承载力后在资源承载力方面研究最多的的内容。其主要的资源配置包括水资源可利用量、水资源承载目标，即主体与客体。水资源可利用量包括地下水资源可利用量、地下水资源可开采量，体现了水资源可开发利用的程度；水资源承载目标包括经济社会关系、生态环境关系，体现力水资源承载客体的水平。综合以上两方面对水资源承载力进行研究计算。国际上关于水资源承载力的研究始于20世纪80年代，许多学者根据各自的认识提出了对水资源承载力的不同见解。最为著名、也被广泛应用的水资源承载力概念是指在某种特定状态或条件下，水环境自我维持、自我调节，并保证水环境功能可持续正常发挥时所能够支撑的社会可持续发展的人口与经济的最大规模[1]。

2 水资源承载力指标

结合当前对于水资源承载力的研究，水资源承载能力评价指标体系的确立主要归结为2类。

（1）基于水资源供需平衡的评价体系。该指标可以被用于反映某一区域水资源的实际供需情况，但对于该区域的水资源系统和社会经济系统对其水资源承载能力的影响缺乏实际参考价值。

（2）从人口数量、工业用水、农业用水、地下水埋深及水量、降雨量等角度构建的评价体系。该类指标解决了第一类指标存在的问题，不仅能够准确、全面地反映出区域水资源的供需状况，对区域水资源承载能力受社会活动影响的程度也能够进行有效计算[2]。水资源承载水平指标体系见图1。

图1 水资源承载水平指标体系

3 水资源承载力计算

对于水资源承载力的计算主要是通过对水资源受影响范围内的主、客体因素进行耦合量化，从而计算出某一区域水资源对其经济和人口总量的最大支撑能力。计算过程中需要着重考虑3个部分：产业发展的可利用水资源量、生活用水量和河道外生态需水量[3]。

产业发展的可利用水资源量采用下式计算：

式中：Wz为包括本地水资源和外调水在内的可利用水资源总量；We为生态环境需水量（不含河道水），一般情况下可利用预测生态需水量的方法获取；Ws为生活用水量[4]。

结合相应的行业发展规模、产业结构和用水定额指标可得出不同承载水平下相应的单位GDP综合用水量：

式中：Cw为某一承载水平下单位GDP用水量；Ki为各行业增加值占GDP的比例；Ei为用水定额[5]。

产业发展的可利用水量和单位GDP用水量可以利用可承载的经济规模进行推求：

式中：Ei为区域可承载的经济规模；Wv为可用于产业发展的水资源利用量[5]。

根据可承载总经济规模和人均GDP水平得到相应的承载人口计算公式（4）：

式中：P为区域可承载的人口规模；Vp为某一承载水平下的人均GDP[5]。

4 水资源承载力对城市水环境的影响

水资源承载力意味着该城市发展过程中水环境可以承受影响的能力。水资源承载力越大，可以接纳的城市活动的影响越强，反之则会限制城市发展进程。城市的快速发展，也使得城市生产生活活动越来越强烈，对水资源的影响不断增大，持续降低水资源的承载能力。因此，如何在城市发展中产生的高强度生活生产活动影响下保证城市水资源不超过水环境承载能力范围十分重要。

（1）水资源的有限性。随着社会的不断发展，城市发生了翻天覆地的变化。城市人口集中、土地利用性质的改变、建筑物增加、道路及地下水管网建设使下垫面不透水面积增大等，直接改变了当地地表和地下径流形态。另外，社会经济发展对水资源的需求量也在不断增大，废污水相应增多，从而对水环境的各个方面都产生了一定的影响[6]。基于以上变化，对某一城市区域而言，在不受外界因素影响的条件下，自然状态下水资源的总量与质量基本维持稳定状态，水资源和水环境的承载能力也是客观的、有限的，在规划城市发展的实际工作中，应着重考虑该城市内有限的水资源承载能力，保证城市建设中的生态发展平衡。

（2）水环境的可变性。人类活动的存在，使得水资源在人类社会与自然界中产生了循环作用，构成了“自然——经济——社会”的大系统。由于受到城市建设及社会生产活动不断地扰动，水资源的水量和水质也发生了很大变化，破坏了水资源的自然属性，导致水资源承载能力的变化。

（3）承载力的可干预性。由于水资源和水环境承载能力的有限性和可变性，使得其具有了可干预性。即可以通过改变人类的活动方式，调整人类活动的强度，以改变水资源和水环境的承载能力，使之朝着有利于人类的方向发展。

因此，在城市发展建设中，应以水资源承载能力为参考，规范城市建设活动，将各种社会活动以及生活所产生的影响限制在水资源承载能力可以承受的允许范围之内，保障水资源的合理开发利用。与此同时，还必须考虑生态环境需水量，保障生态环境可持续发展。其中不仅包括常规水资源，也包含了非常规水资源的开发利用，主要如资源化的雨洪、淡化的海水、处理回用的污水等水资源；对于严重缺水的一些地区，经过严格规划，可在确保合理利用本地水资源的前提下对其进行在空间上的优化配置，如跨流域调水等措施，更大程度满足经济社会发展状况对于水资源条件的需求[7]。

5 结语

水资源的承载能力是人与自然相互协调发展的一个“警示阈值”，对实现水资源可持续利用及水环境循环发展有着重要意义。目前我国人们的节水意识淡薄，节水潜力很大，有关资料表明，我国约有20%～30%的节水能力，有必要利用行政、科技、法律、经济等手段增强社会节水意识，建立节水型社会，达到对水资源的统一管理，有效提高水资源利用率与水资源的承载能力，优化城市水环境。